重整答辯闡述內容

2022-09-23 06:09:04 字數 4656 閱讀 4380

各位老師大家好!

我叫xx,我畢業設計的題目是催化重整反應器的工藝設計,指導教師王紅老師老師。

我所設計的這套裝置生產能力為( )萬噸/年,開工時間為8000小時/年;包括瓦斯、拔頭油、水、電蒸汽等總設計能耗為175萬大卡/噸;催化劑裝入比例是原料為65℃-165℃直餾汽油。

摘要:本畢業設計系根據設計任務書中確定的生產任務進行的,同時實地參考借鑑了錦州石化公司催化重整裝置的生產實際情況進行了流程設計,並借鑑了生產中工藝條件確定,從而使理論與實踐相結合,本設計力求簡明扼要,資料處理合理,在計算方面力求精確。

在設計時,依次進行反應器物料衡算及相關的工藝計算,並根據自己的設計繪製了工藝流程圖,本設計充分考慮了生產裝置節能降耗的必要性。

本套裝置的第1個特點是以65℃-165℃直餾汽油為原料。第2個特點是本裝置採用的是鉑錸雙金屬催化劑,鉑錸雙金屬催化劑特點是穩定性和選擇性高;使用壽命長,再生效能好,經多次再生後仍保持較好的活性;適於低壓、高溫、低氫油比條件下操作。第3個特點是選取徑向反應器作為重整裝置反應器,之所以選取這種反應器是因為床層在反應過程中溫度分布均勻,反應充分,床層壓降小,調節簡單且處理量彈性大,故此選用徑向反應器。

第4個特點本裝置共有4個反應器且每個反應器入口溫度大體相同即均溫進料。第5個特點是反應器的高度大小隨著催化劑裝入量的增加逐漸增加,根據四個反應器的催化劑的裝入比例,故此,第一反應器的高度最小,第四反應器的高度最大。

流程特點是四個反應器串聯;中間設加熱爐加熱且始終伴有大量的迴圈氫,其中迴圈氫的作用是抑制生焦,減少催化劑上的積炭,保護催化劑,延長催化劑的使用壽命;同時,還起熱載體的作用,減少反應器的床層溫降;可以稀釋原料,使原料更均勻的分布床層。為避免高溫下積炭速度加快,在第三個加熱爐之前再補充一部分氫氣即二次混氫,以提高氫油比,本套裝置的氫油比為7:1。

重整工藝流程

從預處理來的預加氫精製油經過幫浦-201,通過流量調節閥frc-201,與迴圈氫壓縮機來的迴圈氫進行一次混氫,進入換熱器-201/1與重整生成油的一部分進行換熱。

換熱到220℃進入加熱爐-201加熱,加熱到490℃(四個加熱爐的加熱溫度都在490℃左右),進入第一反應器-201,在反應器-201中主要發生六元環烷脫氫、烷烴異構反應(這兩種反應都是吸熱反應,反應器內溫度降低很快)。

從第一反應器-201出來後進入第二加熱爐-202,加熱到反應所需的溫度490℃ (加熱爐的溫度通過閥trc-201調節燃料氣的量來控制的,加熱爐的出口溫度也就是反應器的入口溫度,燃料氣的量大,爐出口溫度就高),再進入第二反應器-202,在反應器-202中主要發生環烷脫氫、c7烷烴裂解反應。

從第二反應器出來的反應油氣與迴圈氫壓縮機經換熱器-201/2與重整生成油的一部分進行換熱的迴圈氫進行二次混氫(作用:抑制生焦,減少催化劑上的積炭,保護催化劑,延長催化劑的使用壽命;同時,還起熱載體的作用,減少反應器的床層溫降;可以稀釋原料,使原料更均勻的分布床層。),混氫後的反應油氣進入第三加熱爐-203進行加熱,加熱到490℃後進入第三反應器-203,在第三反應器-203中進行烷烴脫氫環化、加氫裂化反應。

反應後再進入第四加熱爐-204加熱到490℃,進入第四反應器-204,在第四反應器-204中發生烷烴脫氫環化、加氫裂化反應。

由第四反應器-204出來的就是重整生成油。重整生成油的溫度很高,把它分成兩部分,一部分進入換熱器201/1與迴圈氫和原料油的混合物換熱,另一部分進入換熱器-201/2與迴圈氫換熱。

換熱後匯合,依次進入空冷-201,換熱器-202冷凝冷卻後進入高壓分離罐(容-201,高壓分離罐的壓力有控制閥prc-201控制),在此處重整生成油氣液兩相:在高壓分離器頂部的到的是純度達90%以上的氫氣,一部分經新氫壓縮機去預處理部分,另一部分經迴圈氫壓縮機迴圈使用;高壓分離罐底部的液相經過幫浦-202後,與從預處理部分來的初餾點-65℃餾分混合進入換熱器-2041/2與穩定塔塔底≥c5組分換熱。

換熱後進入穩定塔-201,塔頂餾出≤c4組分經冷凝冷卻後進入回流罐,回流罐頂部氣體作為燃料氣去預分餾塔,底部液體經回流幫浦-204抽出,一部分作為液相回流打回塔內,另一部分作為液化氣出裝置;穩定塔塔底一部分經回流幫浦-203進入穩定塔底加熱爐-206加熱後作為氣相回流打回塔內,一部分進入換熱器-2041/2與高壓分離罐底部液相換熱,若以生產芳烴為目的,則作為穩定重整油至脫戊烷塔,然後進行芳烴抽提生產芳烴;若以生產高辛烷值汽油為目的,則進入換熱器-206換熱後,與來自芳烴抽提部分的重汽油餾分混合作為高辛烷值汽油出裝置。

主要設計的內容是:1、物料衡算2. 環烷脫氫平衡轉化率的計算3.氫平衡——加氫裂化耗氫量的計算4.催化重整反應器工藝的計算5.催化重整反應的理論溫降的計算

以第四反應器為例介紹反應器的工藝尺寸:

高度為( )m,直徑( )m,扇形筒的尺寸( )m2,催化劑的裝入高度( )m

用理論來檢測本次設計的是否符合標準。

設計四個反應器總的理論溫降是( ),一般範圍是110-160。

由於經驗的匱乏,難免有許多考慮不周全的地方,如理論溫降分配不均,對裝置材質的嚴格要求,壓力過高,高壓對芳構化反應不利,影響最終的芳烴產率。如果沒有導師的督促指導,以及一起工作的同學們的支援,想要完成這個設計是難以想象的。和我一起作畢業設計的。

非常感謝各位老師!

05屆重整答辯問答題

1. 工藝流程中各個裝置的作用?

答:換熱器h201/2:管成——蒸發脫水塔塔底的精製油作為重整原料由於一段氫混合後進入立式換熱器h201/2的管程,與殼程中的重整生成油換熱。

換熱器:h201/2:管程——一段迴圈氫,與殼程中的重整生成憂換熱。

加熱爐:加熱物料。

反應器:f201——f204:物料在此與催化劑接觸進行成重整反應。

重整氣液分離罐:r201:在較高壓力下得到純度較高的氫氣

乾燥器:r—203/1.2:為保護催化劑除去迴圈氫中超量的水。

穩定塔回流罐:r—202:塔頂回流

穩定塔:脫出c4以下組分

2. 催化劑裝入比例的確定

答:關於各反應器裝入催化劑量的比例,第一反應器的裝入量應該小些,因為在第一反應器中的芳構化反應速度較快,溫度的下降也較劇烈,因此在第一反應器中裝入的催化劑量較少,裝入的多也不起作用,在第二反應器溫度下降較緩和,第三反應器的溫度下較比第二反應器緩和,第四反應器溫度下降最緩和,所以,後面的反應器應依次多些。至於具體的比例應通過實驗和分析然後找出最佳方案。

目前,工業裝置採用的比例大體如下:對三個反應器的重整裝置大約是1.5:

3.5:5,對四個反應器的重整裝置大約是1:

1.5:2.

5:5,本設計的催化劑填裝比例是1:1.

5:2.5:

53. 反應器為什麼用徑向而不用軸向反應器?

答:軸向反應器具有結構簡單節省合金材料,製造方便,進料分布均勻,裝卸催化劑也比較容易等優點。其缺點是原料和催化劑兩相接觸不均勻,嚴重時產生區域性結焦。

徑向反應器的缺點是結構複雜,特別實效的徑向反應器製作檢修均較困難,不宜用於小尺寸的反映器。徑向反應器是適應低壓重整發展起來的。由於氣流進入和引出比較均勻,故床層在反應過程中溫度分布也均勻,反應的也很充分,同時氣流以較低的流速通過較薄的催化劑床層,所以床層壓降降低。

由此可見,徑向反應器的總壓降比軸向反應器小得多,用於鉑錸重整或多金屬重整是很有利的。所以本套裝置採用了徑向反應器。

4. 為什麼採用多個反應器串聯中間設加熱爐加熱?

答:重整反應要求在較高的溫度(約500℃)下進行,因為在高溫下可以有較高的芳烴平衡轉化率和較高的反應速度。但是在絕熱反應器中,由於反應吸熱,反映物的溫度隨著反應深度加熱而下降,尤其鉑錸雙金屬重整的總溫降很大,達120℃-160℃,而且在反應器中,反應在絕熱條件下進行。

為了避免反應溫降過大,採用幾個反應器串聯,在每兩個反應器中間設加熱爐進行加熱以保證所需的反應溫度。

5. 重整催化劑的雙功能特性

答:催化重整催化劑是一種雙功能催化劑,其中的鉑構成脫氫活性中心,促進脫氫、加氫反應,而酸性載體提供酸性中心,促進裂化、異構化反應。這兩種活性組分配比適當就可以得到活性選擇性、穩定性良好的催化劑。

6. 根據計算結果四個反應器的物料密度的分布情況是什麼樣的?為什麼?

答:越來越小。因為隨著反應深度的進行,總質量不變,但體積越來越大。

7. 根據你的資料,計算出的重整轉化率是多少?能否大於100%?為什麼?

答:芳烴轉化率可以超過100%,因為原料油中除了環烷脫氫生成芳烴外,烷烴的環化脫氫也能生成芳烴。

8. 在生產中,反應器的溫度有什麼控制?

答:反應器的溫度是有進加熱爐的燃料氣的壓力控制的。壓力大進入加熱爐的燃料就多,溫度就高。

9. 迴圈氫的作用?

答:抑制生焦,減少催化劑上的積炭,保護催化劑,延長催化劑的使用壽命。同時,還起熱載體的作用,減少反應器的床層溫降。可以稀釋原料,使原料更均勻的分布床層。

10. 催化重整的定義、目的。

答:催化重整是指在催化劑的作用下,烴類分子重新排列成新分子結構的工藝過程。

催化重整的目的是製取芳烴和高辛烷值汽油組分並副產氫氣

11. 重整反應器的氫油比如何確定?

答:在總壓不變時,提高氫油比意味著提高氫分壓,有利於抑制催化劑上積炭,但提高氫油比使迴圈氫量增大,壓縮機消耗功率增加,操作費用提高並影響裝置處理能力。對於穩定性較高的催化劑和生焦傾向性較小的原料,可以採用較小的氫油比。

工業上採用的氫油比為7-8(摩爾),所以本設計採用的氫油比為7:1。

12. 反應器的總壓降(不包括入口分配部分的壓降)由哪幾部分組成?在設計中可以忽略那幾部分?為什麼?

答:由δp分孔 δp床層δp外套孔δp集孔四部分組成,由於扇形筒和中心集氣管是大開孔率均雲開孔,因此δp分孔和δp外套孔很小,所以在設計中可以忽略。

13. 重整裝置有那幾部分組成?各部分的作用?

答辯陳述內容

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